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1、·4·计算机应用研究2005年3视频的超分辨率增强技术综述1,212王 勇,郑 辉,胡德文(11西南电子电信技术研究所国家重点实验室,四川成都610041;21国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)摘 要:视频超分辨率增强的目的在于从时间上弥补视频采样设备采样帧率的不足,描述高速运动变化对象的细节信息;在空间上复原视频图像截止频率之外的信息,以使图像获得更多的细节。这项技术广泛应用于视频通信、监控、遥感和高清晰度电视等多个领域。从视频超分辨率的含义、发展现状、主要技术方法和未来研究展望等方面,对视频超分辨率增强领域的研究进行了综述。关键词
2、:视频;图像;超分辨率;时空中图法分类号:TP391文献标识码:A 文章编号:100123695(2005)0120004204SurveyonVideoSuper2ResolutionEnhancement1,212WANGYong,ZHENGHui,HUDe2wen(11NationalKeyLaboratory,SouthwestInstituteofElectronic&TelecommunicationTechniques,ChengduSichuan610041,China;21CollegeofMecha2tronics&Automation
3、,NationalUniversityofDefenseTechnology,ChangshaHunan410073,China)Abstract:Videosuper2resolutionenhancementtechniquehastwomainaims.Thefirstisreinforcingtheshortageofvideodeviceframerate,describingthedetailsoffast2movingobject.Anotherisrecoveringthelostimagespaceinformation.Thetechniq
4、ueiswidelyap2pliedtomanyfields,suchasvideocommunication,surveillance,remote2sensingandHDTV.Thispapergivesanoverviewofsuper2reso2lutionintermofmainusedtechniques.Withthepresentproblemsinthisarea,thepapergivessomeworkandopenissuesthatcanberesearchedmoreinthefuture.Keywords:Video;Image
5、;Super2Resolution;Space2Time典型的由高速运动引起的可视化效果:①运动模糊,它是摄1 引言像机的曝光时间引起的,如高速运动的网球所带有的尾迹;②运动混淆,它是由于帧率限制的时间采样引起的,如一个 视频的超分辨率增强是指融合来自相同动态场景的多个小球以正弦波形向前运动,摄像机的帧率如果与小球正弦运低分辨率视频序列的信息,去重构一个高时空分辨率的视频序动周期可比或相等,记录下的视频上就将观察到小球以很长列。可想而知,视频超分辨率包括时间超分辨率和空间超分辨率。视频中某些事件发生变化比较快,这样就需要用所谓高速的周期正弦运动或直线运动,这
6、类似于一维信号的欠采样。(高帧率)的摄像机来采样,如果使用普通帧率的摄像机,那么这两种视频效果都不能依靠视频的慢速播放而消除,甚至使用[1]在时间上就会有一些细节信息的丢失。视频的时间超分辨率复杂的时间插值算法来增加帧率也收效甚微,这是因为包含就是要恢复这些丢失的时间上的细节信息,而视频空间超分辨在单个视频序列中的信息是不足以恢复高速动态事件中丢失率就是通常人们提到的图像超分辨率复原。的信息。多个视频序列提供了附加的动态时空场景采样,这样摄像机在时间和空间上的分辨率能力是有限的。空间分就可融合这些信息去弥补丢失的信息,产生一个高时空分辨率辨率取决于摄像机光学传
7、感器的空间密度及其本身引入的模的视频序列。糊误差,这些因素限制了图像中被观察到的物体或特征的最2 相关工作小空间尺寸;时间分辨率取决于摄像机的帧率和曝光时间,这就限制了视频序列中能被观察到的动态事件的最大变化速[2,3]图像超分辨率的概念和方法最早由Harris和Goodman度。比摄像机帧率发生更快的动态事件在记录下来的视频序于20世纪60年代提出;随后有许多人对其进行了研究,并相列中是不可见或者不正确的,如在网球比赛的视频中是不可[4][5]继提出了各种方法,如长椭球波函数法、线性外推法、叠加能观察到高速运动的网球的全部运动和状态的。有两类非常[6]正弦模
8、板法。以上这些方法虽然能给出令人印象深
